TWI821851B - 自動門聲音控制系統及自動門聲音控制方法 - Google Patents

自動門聲音控制系統及自動門聲音控制方法 Download PDF

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Abstract

本揭露公開一種自動門聲音控制系統及自動門聲音控制方法，自動門聲音控制系統包括聲音偵測裝置、儲存裝置、第一判斷電路、第二判斷電路及控制電路。聲音偵測裝置偵測聲源的聲音訊號，儲存裝置包含聲紋資料庫，而聲紋資料庫包含多個參考聲紋特徵。第一判斷電路電性連接於儲存裝置及聲音偵測裝置，而第一判斷電路分析聲音訊號的聲紋特徵且將聲紋特徵與該些參考聲紋特徵進行比對。第二判斷電路電性連接於第一判斷電路及控制電路。第二判斷電路根據符合至少一參考聲紋特徵的聲音訊號的頻率變化判斷聲源的移動速度是否位於參考速度範圍內。當聲源的移動速度位於參考速度範圍內時，控制電路控制自動門處於開啟狀態。

Description

自動門聲音控制系統及自動門聲音控制方法
本揭露涉及一種聲音控制系統及聲音控制方法，特別是指一種使用於自動門的聲音控制系統及聲音控制方法。
目前市面上經常使用到自動門的種類，例如雷達感應式自動門以及紅外線感應式自動門。
一般在大型商場中，人潮眾多且移動頻繁，若於大型商場中使用雷達感應式自動門，由於雷達模組的靈敏度過高，很容易發生誤判而導致自動門頻繁地開啟與關閉。若於大型商場中使用紅外線感應式自動門，雖然紅外線模組的靈敏度低於雷達模組的靈敏度，但由於紅外線會被特定材質的物體所吸收，也容易發生誤判致誤判發生。
本揭露所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種自動門聲音控制系統及自動門聲音控制方法。
為了解決上述的技術問題，本揭露所採用的其中一技術方案是，提供一種自動門聲音控制系統，自動門聲音控制系統包括聲音偵測裝置、儲存裝置、第一判斷電路以及第二判斷電路以及控制電路。聲音偵測裝置用於偵測聲源的聲音訊號，儲存裝置包含聲紋資料庫，而聲紋資料庫包含多個參考聲紋特徵。第一判斷電路電性連接於儲存裝置及聲音偵測裝置，而第一判斷電路用於分析聲音訊號的聲紋特徵且將聲紋特徵與該些參考聲紋特徵進 行比對，以判斷聲紋特徵與該些參考聲紋特徵之一是否相符。第二判斷電路電性連接於第一判斷電路及控制電路，第二判斷電路用於根據符合至少一參考聲紋特徵的聲音訊號的頻率變化判斷聲源的移動速度是否位於參考速度範圍。當聲源的移動速度位於參考速度範圍時，控制電路控制自動門處於開啟狀態。
為了解決上述的技術問題，本揭露所採用的另外一技術方案是，提供一種自動門聲音控制方法，用於控制一自動門，偵測聲源的聲音訊號；判斷聲音訊號的聲紋特徵是否與多個參考聲音特徵之一相符；當聲音訊號的該聲紋特徵與該些參考聲紋特徵至少其中之一相符時，根據聲音訊號的頻率變化判斷聲源的移動速度是否位於參考速度範圍；以及當聲源的移動速度在參考速度範圍，控制自動門處於開啟狀態。
本揭露的其中一有益效果在於，本揭露所提供自動門聲音控制系統及自動門聲音控制方法，透過分析聲源的聲音訊號的聲紋特徵、判斷聲源的移動速度以及判斷聲源與自動門之間的距離，來決定是否開啟自動門。如此一來，可更精確地掌握開啟自動門的時間，減少自動門的誤動作的次數，進而降低自動門的耗電量且使人潮的流通更為順暢。
為使能更進一步瞭解本揭露的特徵及技術內容，請參閱以下有關本揭露的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本揭露加以限制。
1:自動門聲音控制系統
101:聲音偵測裝置
103:儲存裝置
105:第一判斷電路
107:第二判斷電路
108:控制電路
109:第一濾波電路
111:放大電路
113:遠端裝置
115:第三判斷電路
117:第二濾波電路
D:自動門
S:聲源
M:麥克風
S701~S709:步驟
S801~S813:步驟
S901~S911:步驟
S1001~S1017:步驟
圖1為本揭露第一實施例的自動門聲音控制系統的功能方塊圖；圖2A為聲音偵測裝置偵測靜止聲源所發出的聲波的示意圖；圖2B為聲音偵測裝置偵測移動聲源所發出的聲波的示意圖； 圖3為本揭露第二實施例的自動門聲音控制系統的功能方塊圖；圖4為本揭露第三實施例的自動門聲音控制系統的功能方塊圖；圖5為本揭露第四實施例的自動門聲音控制方法的功能方塊圖；圖6為本揭露第五實施例的自動門聲音控制方法的功能方塊圖；圖7為本揭露第一實施例的自動門聲音控制方法的流程圖；圖8為本揭露第二實施例的自動門聲音控制方法的流程圖；圖9為本揭露第三實施例的自動門聲音控制方法的流程圖；以及圖10為本揭露第四實施例的自動門聲音控制方法的流程圖。
圖1為本揭露第一實施例的自動門聲音控制系統的功能方塊圖。如圖1所示，自動門聲音控制系統1用於控制一自動門D，而自動門聲音控制系統1包括一聲音偵測裝置101、一儲存裝置103、一第一判斷電路105、一第二判斷電路107以及一控制電路108。聲音偵測裝置101偵測聲源的聲音訊號且電性連接於第一判斷電路105，儲存裝置103電性連接於第一判斷電路105，第一判斷電路105電性連接於第二判斷電路107，第二判斷電路107電性連接於控制電路108，控制電路108電性連接於自動門D。
舉例來說，聲音偵測裝置101可為一麥克風陣列，麥克風陣列包含多個麥克風，且該些麥克風彼此相互間隔設置。麥克風陣列組裝於自動門D的周圍的天花板上，且麥克風陣列的偵測範圍為4公尺以內。一般來說，麥克風陣列常態處於休眠模式，只有當偵測範圍內出現聲源時，麥克風陣列才從休眠模式切換為工作模式。
圖2A為聲音偵測裝置偵測靜止聲源所發出的聲波的示意圖，而圖2B為聲音偵測裝置偵測移動聲源所發出的聲波的示意圖。如圖2A所示，聲音偵測裝置101為麥克風陣列，而麥克風陣列包含多個彼此相間隔設置的麥克 風M。當偵測範圍內的聲源S靜止不動時，每一顆麥克風M所接收的聲音訊號的頻率都相同。如圖2B所示，當偵測範圍內的聲源S持續移動時，越靠近聲源S的麥克風M所接收到的聲音訊號的頻率越高，越遠離聲源S的麥克風M所接收到的聲音訊號的頻率越低，如此一來，根據聲音訊號的頻率變化，可判斷聲源S是否處於移動狀態以及評估聲源S的移動方向。
再參閱圖1，儲存裝置103例如為非揮發性記憶體(Non-Volatile Memory)或硬碟，儲存裝置103用於儲存一聲紋資料庫，而聲紋資料庫包含多個參考聲紋特徵。舉例來說，該些參考聲紋特徵包含不同年齡層的男性於走路時腳步聲的聲紋特徵、不同年齡層的男性於跑步時腳步聲的聲紋特徵、不同年齡層的女性於走路時腳步聲的聲紋特徵、以及不同年齡層的女性於跑步時腳步聲的聲紋特徵。
聲音偵測裝置101將偵測到的聲音訊號傳送至第一判斷電路105，而第一判斷電路105分析聲音訊號的聲紋特徵且將聲紋特徵與儲存裝置103中的該些參考聲紋特徵進行比對，以判斷聲紋特徵與該些參考聲紋特徵之一是否相符。當第一判斷電路105確認聲音訊號的聲紋特徵與該些參考聲紋特徵之一相符時，第一判斷電路105傳送聲音訊號至第二判斷電路107。當第一判斷電路105確認聲音訊號的聲紋特徵與該些參考聲紋特徵皆不相符時，第一判斷電路105將聲音訊號判斷為噪音。
在第二判斷電路107接收聲音訊號後，第二判斷電路107根據聲音訊號的頻率變化判斷聲源的移動速度是否在參考速度範圍內。當聲源的移動速度在參考速度範圍內，控制電路108控制自動門D處於開啟狀態。舉例來說，參考速度範圍設定為0.5公尺/秒~0.7公尺/秒，當聲源的移動速度為0.6公尺/秒，第二判斷電路107即確認聲源的移動速度在參考速度範圍內，控制電路108控制自動門D處於開啟狀態。關於自動門D處於開啟狀態包含兩種情況， 第一種情況為自動門D的現有狀態為開啟時，自動門D維持於現有狀態。第二種情況為自動門D的現有狀態為關閉時，控制電路108控制自動門D從關閉狀態切換至開啟狀態。
圖3為本揭露第二實施例的自動門聲音控制系統的功能方塊圖。如圖3所示，自動門聲音控制系統1更包括一第一濾波電路109以及一放大電路111。其中第一濾波電路109電性連接於第一判斷電路105的輸出端，而放大電路111電性連接於第一濾波電路109的輸出端。當聲源的聲紋特徵與該些參考聲紋特徵之一相符時，第一判斷電路105輸出聲音訊號至第一濾波電路109，接著第一濾波電路109對聲音訊號進行去噪處理。第一濾波電路109輸出經過去噪的聲音訊號至放大電路111，而放大電路111對聲音訊號進行放大處理，以凸顯聲音訊號的聲紋特徵。放大電路111的輸出端電性連接於第二判斷電路107。
圖4為本揭露第三實施例的自動門聲音控制系統的功能方塊圖。如圖4所示，自動門聲音控制系統1更包括一遠端裝置113，而遠端裝置113例如為雲端主機或行動通訊裝置。遠端裝置113透過有線或無線方式電性連接於儲存裝置103。遠端裝置113透過網路連線於多個外部聲紋特徵資料庫，如此一來，遠端裝置113根據外部的聲紋特徵資料庫週期性更新儲存裝置103中的聲紋資料庫。在其他實施例中，儲存裝置103亦可設置於遠端裝置113而透過有線或無線方式電性連接於第一判斷電路105。
圖5為本揭露第四實施例的自動門聲音控制方法的功能方塊圖。如圖5所示，自動門聲音控制系統1更包括一第三判斷電路115，第三判斷電路115電性連接於第二判斷電路107以及控制電路108，而控制電路108電性連接於自動門D。當聲源的移動速度在參考速度範圍內，第二判斷電路107傳送聲音訊號至第三判斷電路115。當第三判斷電路115接收到聲音訊號後， 第三判斷電路115根據聲音訊號的頻率變化判斷聲源與自動門D之間的距離是否小於參考距離。當第三判斷電路115確認聲源與自動門D之間的距離小於參考距離時，控制電路108控制自動門D處於開啟狀態。關於控制電路108控制自動門D處於開啟狀態包含兩種情況，第一種情況為自動門D的現有狀態為開啟時，自動門D維持於現有狀態。第二種情況為自動門D的現有狀態為關閉時，控制電路108控制自動門D從關閉狀態切換至開啟狀態。
圖6為本揭露第五實施例的自動門聲音控制方法的功能方塊圖。如圖6所示，自動門聲音控制系統1包含了聲音偵測裝置101、儲存裝置103、第一判斷電路105、第二判斷電路107、控制電路108、第一濾波電路109、放大電路111、遠端裝置113、第三判斷電路115以及第二濾波電路117，其中聲音偵測裝置101電性連接於第一判斷電路105，而儲存裝置103電性連接於第一判斷電路105及遠端裝置113。第一判斷電路105的輸出端電性連接於第一濾波電路109的輸入端，而第一濾波電路109的輸出端電性連接於放大電路111。第二判斷電路107的輸入端電性連接於放大電路111的輸出端，而第二判斷電路107電性連接於第二濾波電路117。第三判斷電路115電性連接於第二濾波電路117及控制電路108，而控制電路108電性連接於自動門D。也就是說，第二判斷電路107透過第二濾波電路117以及第三判斷電路115間接連接於控制電路108。
當第一判斷電路105確認聲源的聲音訊號的聲紋特徵與該些參考聲紋特徵之一相符時，第一判斷電路105輸出聲音訊號至第一濾波電路109，接著第一濾波電路109對聲音訊號進行去噪處理。當聲音訊號經過第一濾波電路109的去噪處理後，放大電路111再對經過去噪處理後的聲音訊號進行放大處理。放大電路111將放大後的聲音訊號傳送至第二判斷電路107，接著 第二判斷電路107根據聲音訊號的頻率變化判斷聲源的移動速度是否在參考速度範圍內。
當第二判斷電路107確認聲源的移動速度在參考速度範圍內，第二判斷電路107輸出聲音訊號至第二濾波電路117。接著，第二濾波電路117對聲音訊號進行去噪處理，且將經過去噪處理的聲音訊號傳送至第三判斷電路115。第三判斷電路115根據聲音訊號的頻率變化判斷聲源與自動門D之間的距離是否小於參考距離，當第三判斷電路115確認聲源與自動門D之間的距離小於參考距離時，控制電路108控制自動門D處於開啟狀態。
圖7為本揭露第一實施例的自動門聲音控制方法的流程圖。如圖7所示，在步驟S701，偵測聲源的聲音訊號，接著步驟S703。在步驟S703，判斷聲音訊號的聲紋特徵是否與多個參考聲紋特徵之一相符。
舉例來說，儲存裝置103內儲存有第一參考聲紋特徵，而第一參考聲紋特徵為20~30歲的男性於走路時腳步聲的聲紋特徵。當一27歲男性走向自動門，而聲音偵測裝置101在其偵測範圍內偵測到其腳步聲時，第一判斷電路105分析出該男性於走路時腳步聲的聲紋特徵且將分析後的聲紋特徵與第一參考聲紋特徵進行比對後，第一判斷電路105即可確認該男性的走路腳步聲的聲紋特徵與儲存裝置103內的第一參考聲紋特徵相符。
當聲音訊號的聲紋特徵未與該些參考聲紋特徵之一相符時，接著步驟S705。在步驟S705，自動門維持於現有狀態，接著返回步驟S701。
當聲音訊號的聲紋特徵與該些參考聲紋特徵之一相符時，接著步驟S707。在步驟S707，根據聲音訊號的頻率變化判斷聲源的移動速度是否在參考速度範圍內。當聲源的移動速度不在參考速度範圍內，返回步驟S705。
當聲源的移動速度在參考速度範圍內，接著步驟S709。在步驟S709，控制自動門處於開啟狀態，返回步驟S701。詳言之，當自動門的當前 狀態為開啟時，維持自動門的現有狀態。當自動門的當前狀態為關閉時，開啟自動門。
圖7的自動門聲音控制方法可經由圖1的自動門聲音控制系統來執行，但不以此為限。其中步驟S701由聲音偵測裝置101執行，步驟S703由第一判斷電路105執行，而步驟S707由第二判斷電路107執行。
圖8為本揭露第二實施例的自動門聲音控制方法的流程圖，而圖8的自動門聲音控制方法包含步驟S801~步驟S813。圖8的自動門聲音控制方法與圖7的自動門聲音控制方法之間的差異在於步驟S807以及步驟S809為，而步驟S801~步驟S813的詳細內容如下。
在步驟S801，偵測聲源的聲音訊號，接著步驟S803。在步驟S803，判斷聲音訊號的聲紋特徵是否與多個參考聲紋特徵之一相符。當聲音訊號的聲紋特徵未與該些參考聲紋特徵之一相符時，接著步驟S805。在步驟S805，自動門維持於現有狀態，接著返回步驟S801。當聲音訊號的聲紋特徵與該些參考聲紋特徵之一相符時，接著步驟S807。
在步驟S807，對聲音訊號進行去噪處理，接著步驟S809。在步驟S809，對經過去噪處理的聲音訊號進行放大處理。
在步驟S809之後，接著步驟S811。在步驟S811，根據聲音訊號的頻率變化判斷聲源的移動速度是否在參考速度範圍內。當聲源的移動速度不在參考速度範圍內，返回步驟S805。當聲源的移動速度在參考速度範圍內，接著步驟S813。在步驟S813，控制自動門處於開啟狀態，接著返回步驟S801。
圖8的自動門聲音控制方法可經由圖3的自動門聲音控制系統來執行，但不以此為限。其中步驟S801由聲音偵測裝置101執行，步驟S803 由第一判斷電路105執行，步驟S807由第一濾波電路109執行，步驟S809由放大電路111執行，而步驟S811第二判斷電路107執行。
圖9為本揭露第三實施例的自動門聲音控制方法的流程圖，而圖9的自動門聲音控制方法包含步驟S901~步驟S911。圖9的自動門聲音控制方法與圖7的自動門聲音控制方法之間的差異在於步驟S909，而步驟S901~步驟S911的詳細內容如下。
在步驟S901，偵測聲源的聲音訊號，接著步驟S903。在步驟S903，判斷聲音訊號的聲紋特徵是否與多個參考聲紋特徵之一相符。當聲音訊號的聲紋特徵未與該些參考聲紋特徵之一相符時，接著步驟S905。在步驟S905，自動門維持於現有狀態，接著返回步驟S901。當聲音訊號的聲紋特徵與該些參考聲紋特徵之一相符時，接著步驟S907。
在步驟S907，根據聲音訊號的頻率變化判斷聲源的移動速度是否在參考速度範圍內。當聲源的移動速度不在參考速度範圍內，返回步驟S905。當聲源的移動速度在參考速度範圍內，接著步驟S909。在步驟S909，判斷聲源與自動門之間的距離是否小於參考距離。當聲源與自動門之間的距離小於參考距離時，接著步驟S911。在步驟S911，控制自動門處於開啟狀態，接著返回步驟S901。當聲源與自動門之間的距離未小於參考距離時，接著步驟S905。
圖9的自動門聲音控制方法可經由圖5的自動門聲音控制系統來執行，但不以此為限。其中步驟S901由聲音偵測裝置101執行，步驟S903由第一判斷電路105執行，步驟S907由第二判斷電路107執行，而步驟S909由第三判斷電路115執行。
圖10為本揭露第四實施例的自動門聲音控制方法的流程圖，而圖10的自動門聲音控制方法包含步驟S1001~步驟S1017。圖10的自動門聲 音控制方法與圖9的自動門聲音控制方法之間的差異在於步驟S1007、步驟S1009及步驟S1013，而步驟S1001~步驟S1017的詳細內容如下。
在步驟S1001，偵測聲源的聲音訊號，接著步驟S1003。在步驟S1003，判斷聲音訊號的聲紋特徵是否與多個參考聲紋特徵之一相符。當聲音訊號的聲紋特徵未與該些參考聲紋特徵之一相符時，接著步驟S1005。在步驟S1005，自動門維持於現有狀態，接著返回步驟S1001。當聲音訊號的聲紋特徵與該些參考聲紋特徵之一相符時，接著步驟S1007。
在步驟S1007，對聲音訊號進行去噪處理，接著步驟S1009。在步驟S1009，對經過去噪處理的聲音訊號進行放大處理。
在步驟S1009之後，接著步驟S1011。在步驟S1011，根據聲音訊號的頻率變化判斷聲源的移動速度是否在參考速度範圍內。當聲源的移動速度不在參考速度範圍內，返回步驟S1005。當聲源的移動速度在參考速度範圍內，接著步驟S1013。
在步驟S1013，再次對聲音訊號進行去噪處理，接著步驟S1015。在步驟S1015，判斷聲源與該自動門之間的距離是否小於參考距離。當聲源與自動門之間的距離小於參考距離時，接著步驟S1017。在步驟S1017，控制自動門處於開啟狀態，接著返回步驟S1001。當聲源與自動門之間的距離未小於參考距離時，接著步驟S1005。
圖10的自動門聲音控制方法可經由圖6的自動門聲音控制系統來執行，但不以此為限。其中步驟S1001為聲音偵測裝置101執行，步驟S1003由第一判斷電路105執行，步驟S1007由第一濾波電路109執行，步驟S1009由放大電路111執行，步驟S1011由第二判斷電路107執行，步驟S1013由第二濾波電路117執行，而步驟S1015由第三判斷電路115執行。
[實施例的有益效果]：
本揭露所提供自動門聲音控制系統及自動門聲音控制方法，透過分析聲源的聲音訊號的聲紋特徵、判斷聲源的移動速度以及判斷聲源與自動門之間的距離，來決定是否開啟自動門。如此一來，可更精確地掌握開啟自動門的時間，減少自動門的誤動作的次數，進而降低自動門的耗電量且使人潮的流通更為順暢。
以上所公開的內容僅為本揭露的優選可行實施例，並非因此侷限本揭露的申請專利範圍，所以凡是運用本揭露說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本揭露的申請專利範圍內。
1:自動門聲音控制系統
101:聲音偵測裝置
103:儲存裝置
105:第一判斷電路
107:第二判斷電路
108:控制電路
D:自動門

Claims (7)

  1. 一種自動門聲音控制系統，用於控制一自動門，該自動門聲音控制系統包括：一聲音偵測裝置，用於偵測一聲源的一聲音訊號；一儲存裝置，包含一聲紋資料庫，該聲紋資料庫包含多個參考聲紋特徵；一第一判斷電路，電性連接於該儲存裝置及該聲音偵測裝置，該第一判斷電路用於分析該聲音訊號的一聲紋特徵且將該聲紋特徵與該些參考聲紋特徵進行比對，以判斷該聲紋特徵與該些參考聲紋特徵之一是否相符；一第二判斷電路，電性連接於該第一判斷電路，該第二判斷電路用於根據符合至少一該參考聲紋特徵的該聲音訊號的一頻率變化判斷該聲源的一移動速度是否位於一參考速度範圍內；一控制電路，電性連接於該第二判斷電路；以及一第三判斷電路，電性連接於該第二判斷電路以及該控制電路；當該聲源的該移動速度位於該參考速度範圍內時，該第三判斷電路根據該聲音訊號的該頻率變化用於判斷該聲源與該自動門之間的一距離是否小於一參考距離，當該聲源與該自動門之間的該距離小於該參考距離時，該控制電路控制該自動門處於一開啟狀態。
  2. 如請求項1所述的自動門聲音控制系統，其中該聲音偵測裝置為一麥克風陣列，該麥克風陣列包含多個麥克風，而該些麥克風 彼此相互間隔設置。
  3. 如請求項1所述的自動門聲音控制系統，更包括一濾波電路以及一放大電路，該濾波電路電性連接於該第一判斷電路，而該放大電路電性連接於該濾波電路。
  4. 如請求項1所述的自動門聲音控制系統，更包括一遠端裝置，該遠端裝置電性連接於該儲存裝置，而該遠端裝置週期性更新該聲紋資料庫。
  5. 一種自動門聲音控制方法，用於控制一自動門，該自動門聲音控制方法包括：偵測一聲源的一聲音訊號；判斷該聲音訊號的一聲紋特徵是否與多個參考聲音特徵之一相符；當該聲音訊號的該聲紋特徵與該些參考聲紋特徵至少其中之一相符時，根據該聲音訊號的一頻率變化判斷該聲源的一移動速度是否位於一參考速度範圍內；當該聲源的該移動速度位於該參考速度範圍內時，根據該聲音訊號的該頻率變化判斷該聲源與該自動門之間的一距離是否小於一參考距離；以及當該聲源與該自動門之間的該距離小於該參考距離時，控制該自動門處於一開啟狀態。
  6. 如請求項5所述的自動門聲音控制方法，更包括確認該聲音訊號的該聲紋特徵與該些參考聲紋特徵之一相符之後以及根據該聲音訊號的該頻率變化判斷該聲源的該移動速度是否位於該參考速度範圍內之前，對該聲源的該聲音訊號進行一去噪處理以及 一放大處理。
  7. 如請求項5所述的自動門聲音控制方法，更包括確認該聲源的該移動速度位於該參考速度範圍內之後以及根據該聲音訊號的該頻率變化判斷該聲源與該自動門之間的該距離是否小於該參考距離之前，對該聲源的該聲音訊號進行一去噪處理。
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